振動センサーが予知保全を推進し、ダウンタイムを削減する仕組み

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最新の製造装置は業務の効率を高めますが、予期せぬ故障が発生した場合、生産性の損失、修理、人件費として 1 時間あたり数千ドルのコストがかかる可能性があります。幸いなことに、リモート振動センサーを使用すると、機器の故障や高価なダウンタイムを最小限に抑えるスマートな予知保全戦略を開発できます。

重要な機器の振動パターンを記録して研究することで、異常を検出し、資産の動作動作の変化を特定できるため、障害が発生する前に問題に対処できます。 

このブログでは、遠隔振動モニタリングの方法と利点、振動センサーが果たす役割について説明しています。これにより、予期せぬダウンタイムを削減し、収益性を向上させる予知保全戦略を考案できます。

振動センサーは何をしますか?

ほとんどの機械は通常の動作中に振動しますが、過度の振動は摩耗や損傷を引き起こし、機械の寿命を縮め、不均衡を引き起こして産業用機器のコンポーネントに損傷を与える可能性があります。異常な振動パターンは、機器の機械的問題の可能性を示しています。

全体的なメンテナンス戦略の一環として振動監視プログラムを導入すると、振動の変化を発生時に検出できるため、故障する前に潜在的な問題を認識、診断、修復できます。 

振動監視プログラムの中心となるのは振動センサーであり、産業用機器の振動の周波数と振幅を測定して記録します。収集されたデータは、機械の状態に関する重要な情報を提供します。

振動を監視すると、メーカーは次のことに役立ちます。

• ベアリングの故障を検出します。
• 位置ずれを特定します。
• スポットの不均衡
• 緩みや磨耗が明らかになる。

この洞察は予知保全をサポートし、必要なときに修理をスケジュールできるようにして、ダウンタイムと高価な修理を最小限に抑えます。

振動モニタリングの利点

振動モニタリング プログラムは、次のようなさまざまな時間と費用の節約のメリットをもたらすため、状態ベースの保守プログラム、予測保守プログラム、処方保守プログラムを含むすべての保守戦略に組み込む必要があります。

コスト削減: 振動モニタリングは潜在的な機器の故障を発生前に特定し、時間あたり数千ドルの費用がかかり、生産スケジュールに大混乱をもたらす可能性がある計画外のダウンタイムや修理を最小限に抑えます。 

稼働時間の向上: 振動モニタリングにより、機械の問題がパフォーマンスや運用に悪影響を与える前に早期に検出できます。監視対象の機器は、より高いレベルの効率、信頼性、稼働時間で稼働します。 

正しいメンテナンス間隔の特定: カレンダーに基づいたスケジュールに基づいてメンテナンス タスクを実行するのではなく、振動モニタリングを使用することで、必要に応じてメンテナンス作業を実行できます。これにより、メンテナンス間隔が延長され、不必要なメンテナンスと人件費が削減され、機械の可用性が最大化されます。 

エネルギーコストの削減: 磨耗、不均衡、位置ずれが発生した機器は、効率的に動作しません。振動関連の問題を特定して修正することで、機械は最適に動作し、エネルギー消費が削減されます。 

資産管理の改善: 振動監視プログラムから収集された情報は、機器の健全性と寿命に関する洞察を提供することで施設の資産をより深く理解し、資産を修理するか交換するかについて十分な情報に基づいた決定を可能にします。 

振動はどのように測定しますか?

振動モニタリングは、以下を含む 5 段階のプロセスです。

1. 振動データの収集 振動データは、ハンドヘルド デバイス、有線センサー、またはリモート (無線) センサーを使用して収集できます。有線または無線のセンサーを使用すると、技術者が測定値を取得するためにマシンからマシンへと移動する必要がなくなり、データを手動で記録する必要もなくなるため、作業の時間が短縮され、データにエラーが混入する可能性が減ります。リモート振動センサーは、高価な配線を必要とせず、アクセスが困難な機械や離れた場所にある機械に取り付けることができるため、有線センサーよりも多くの利点があります。 2. ベースラインの作成 ベースラインを作成するには、機械が最適に動作しているときに振動データを収集する必要があります。健全な機器のベースライン測定を行うことで、後で収集されるデータと比較して、同じ稼働条件下で振動パターンに変化があった時期を判断し、潜在的な問題を特定することができます。3.振動データの保存 オンライン監視システムの一部としてリモート センサーを使用すると、振動データの保存が簡単になります。履歴データ セットを作成すると、ベースライン データ セットと将来のデータ セットの比較が可能になります。 4. 振動データの分析振動データの分析は、振動監視プログラムの成功の鍵です。データが収集されると、修理の計画を立てたり、交換部品を注文したりするのに十分な時間をかけて、異常、異常、潜在的な故障を特定できるように、データをベースラインの振動レベルと比較する必要があります。 5. 情報に基づいた意思決定を行う このようにデータを使用すると、信頼できるデータに基づいて情報に基づいた意思決定を行うことができます。つまり、異常な動作状態や潜在的な故障が検出された場合、作業指示を発行して優先順位を付け、部品を事前に注文して修理を実施することで、長期にわたる計画外の費用のかかるダウンタイムを回避することができ、潜在的に生産性の損失や費用のかかる故障を数千ドル節約できる可能性があります。情報に基づいた意思決定により、メンテナンス管理者はメンテナンスのスケジュールと予算を作成する際に自信を得ることができ、得られた信頼性により生産管理者は生産目標を達成するという確信が得られます。 

振動センサーにはどのような種類がありますか?

振動センサーは、さまざまな用途や予算に合わせて設計された幅広いカテゴリのテクノロジーです。センサーの選択は、周波数範囲、アプリケーション環境、コストなどの要因によって決まります。

一般的に使用される振動センサーには次のものがあります。

• 加速度計: 最も一般的な振動センサーは加速度を測定し、多くの場合、速度や変位を計算するために統合されます。高周波の故障検出（ベアリングの故障など）に最適です。
• 速度センサー (速度計): これらは振動の速度を測定し、不均衡や位置ずれなどの問題を明らかにする中周波の測定に使用されます。
• 近接プローブ (変位センサー): これらの非接触センサーは、プローブと回転シャフトの間の距離を測定します。これらは、シャフトの位置を監視し、タービンや大型コンプレッサーなどの高速回転機械の故障を検出するために非常に重要です。
• リモート/ワイヤレス センサー: これらは、統合された無線通信、電力、および多くの場合データのログ記録/処理機能を備えた加速度計です。これらは、JHFOSTER が支持するように、高価な配線を必要とせずにプロアクティブで継続的なモニタリングを行うのに理想的な選択肢です。

3 種類の振動とは何ですか?

振動監視プログラムでは 3 種類の振動が分析され、それぞれは次のように特定の機器の問題を診断することを目的としています。

変位: これは、振動している物体が静止位置から移動する合計の動きまたは距離を測定します。これは、低速機械の診断や大きな動きの監視に最も役立ちます。

速度: これは、振動の速度、つまりコンポーネントがどれだけ速く動くかを測定します。これは中周波解析に使用され、位置ずれや不均衡などの一般的な機械の故障を予測できます。通常、これは振動の破壊的なエネルギーとよく相関します。

加速度: これは速度の変化率を測定します。高周波イベントに最も敏感であるため、転動体のベアリングやギアの噛み合いの問題などの初期段階の故障を特定するのに最適です。

振動センサーを配置する場所

意味のある振動データを収集するには、センサーの最適な配置が鍵となります。以下は、振動センサーを機械コンポーネントに取り付ける場所と方法に関する実践的なガイドラインです。

一般的な配置ルール

ベアリング ハウジング: 最も重大な機械的故障 (不均衡、位置ずれ、ベアリングの摩耗) はベアリングを介して伝達される兆候を生成するため、センサーを配置するための最も一般的かつ効果的な場所。

モーター/ポンプ ケーシング: 振動センサーは、力がかかる箇所や磨耗箇所の近くに配置する必要があります。

ロードゾーン: センサーは、潜在的な障害が検出される可能性が最も高いベアリングの負荷ゾーン側に配置する必要があります。

マシントレイン: マシントレインに沿った複数のポイント (モーター駆動端、モーター非駆動端、ポンプベアリング) を監視することで、資産の健全性の全体像が得られます。

安全な取り付け

正確な高周波データ収集を確実にするために、センサーがコンポーネントに直接しっかりと取り付けられていることを確認してください (スタッド マウントまたは強力な磁石を使用)。

振動センサーの選び方

アプリケーションに適切な振動センサーを選択することが、有用で実用的な情報を得る鍵となります。アプリケーションに合わせて振動センサーを選択するときは、次の点を考慮してください。

• アセットの重要度: 非常に重要なマシンでは、継続的なリモート/ワイヤレス監視を使用する必要があります。それほど重要ではない機器や予備の機器では、定期的な手持ち検査を使用する場合があります。
• 周波数範囲: 機械の予想される故障周波数を正確に測定するセンサーの種類（加速度センサー、速度センサー、近接プローブ）を選択します。たとえば、高速ベアリングの故障を検出するには加速度センサーを選択する必要があります。
• 感度/測定範囲: センサーは、軽微な問題を検出するのに十分な感度を備えている必要がありますが、クリッピングすることなく予想される最大の振動レベルに対処できる必要もあります。
• 環境要因: 温度、湿度 (IP 定格)、および危険エリアの条件/定格 (ATEX/危険エリア認証) を考慮してください。リモート機能を備えたワイヤレス センサーは、手の届きにくい場所や危険な場所に最適です。
• 予算と接続性: リモート振動センサーを使用すると、技術者が工場内を歩き回って手動で測定したりデータを転送したりする必要性が軽減または排除されるため、プログラムが簡素化されます。データを自動的に収集、保存、分析できるため、メンテナンス チームの負担が軽減されます。

予知メンテナンスのためのリモート振動センサーの使用

振動モニタリング プログラムの一環として、振動センサーは事前対応型の予知保全戦略をサポートし、次のような運用上および財務上の大きなメリットをもたらします。

メンテナンス手法の変化: 予知メンテナンスに振動モニタリングを使用すると、事後対応またはカレンダーベースのメンテナンスから予知メンテナンスの事前対応プログラムに移行でき、計画外のダウンタイムとメンテナンス労働時間を最小限に抑えることができます。

データの自動化: リモート センサーは、振動データを継続的に自動的に収集、保存、分析します。

リアルタイムの意思決定: 高度な分析により、異常に対して情報に基づいた即時対応が可能になります。

労力の節約: 振動センサーを使用すると、手動によるデータ収集の必要性が減り、メンテナンス チームは問題の解決と将来の障害の防止に集中できるようになります。

最適化されたオペレーション: 振動監視ベースの予知保全プログラムにより、プラントは高レベルの稼働時間、効率、収益性を維持して稼働し続けます。

JHFOSTER:振動監視パートナー

振動監視プログラムの中心となる振動センサーを使用すると、より積極的なメンテナンス戦略を適用できます。今日のリモート振動センサーは機械データを自動的に収集、保存、分析するため、メンテナンス チームは異常の修正と将来の故障の回避に時間を費やして、施設の稼働時間と収益性を最大化できます。リモート振動センサーの詳細と、それが予知保全のための効果的な振動監視プログラムの開発にどのように役立つかについては、JHFOSTER にお問い合わせください。

• Tavoron オートメーション担当上級副社長

  Scott Wojciak 氏は、産業オートメーションと流通に関する深い専門知識を持つ経験豊富な幹部であり、Tavonron でオートメーション担当上級副社長を務めています。以前はシンガー インダストリアル社でフルード パワー、オートメーション、エンジニアリング ソリューション部門を率い、BW Rogers 社では営業担当副社長、営業担当ディレクター、地域事業部門マネージャーなどの指導的役割を務めていました。結果重視のアプローチと顧客重視のリーダーシップで知られるスコットは、そのキャリア全体をオートメーション部門全体の商業戦略と運用パフォーマンスの推進に費やしてきました。彼はセールス エンジニアとしてキャリアをスタートし、在職初期に BW Rogers の年間最優秀セールスマン賞を受賞しました。

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